a) Chứng minh BD=CD:
Xét ΔABD và ΔAED, có:
AB = AE (gt)
∠BAD = ∠EAD (AD là phân giác góc BAC)
AD chung
⇒ ΔABD = ΔAED (c.g.c)
⇒ BD = ED (hai cạnh tương ứng)
b) Chứng minh 3 điểm F, D, E thẳng hàng:
Ta có:
AB = AE (gt)
BF = CE (gt)
⇒ AB + BF = AE + CE
⇒ AF = AC
Xét ΔADF và ΔADC, có:
AD chung
AF = AC (cmt)
∠FAD = ∠CAD (AD là phân giác góc BAC)
⇒ ΔADF = ΔADC (c.g.c)
⇒ ∠AFD = ∠ACD (hai góc tương ứng)
Mà ∠ACD = ∠BDE (ΔABD = ΔAED)
⇒ ∠AFD = ∠BDE
Mà hai góc này ở vị trí đồng vị
⇒ FD // BC
Mà DE ⊂ BC
⇒ F, D, E thẳng hàng.
c) Chứng minh AD vuông góc với FC:
Xét ΔAFC, có:
AF = AC (cmt)
⇒ ΔAFC cân tại A
⇒ ∠ACF = ∠AFC
Mà ∠AFC = ∠BFD (đối đỉnh)
⇒ ∠ACF = ∠BFD
Mà ∠BFD = ∠ADE (vì FD // BC)
⇒ ∠ACF = ∠ADE
Xét ΔADE và ΔCDF, có:
∠ADE = ∠ACF (cmt)
AD = CD (ΔABD = ΔAED)
AE = CF (AB = AE, BF = CE)
⇒ ΔADE = ΔCDF (c.g.c)
⇒ ∠DAE = ∠DCF
Mà ∠DAE + ∠DCF = 180° (kề bù)
⇒ ∠DAE = ∠DCF = 90°
⇒ AD vuông góc với FC